Методы неразрушающего контроля (МНК)

Введение

Каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией, называется дефектом (ГОСТ 17102—71).

2.1 Производственно-техннологические дефекты.
2.1.1 Дефекты механической обработки

Трещины отделочные возникают и поверхностном слое металла, наклепанном при отделочных операциях. Поверхностные микротрещииы в дальнейшем, при работе детали под нагрузкой, могут значительно увеличиться.

Прижоги, трещины шлифовочиые возникают при резком нагреве поверхностного слоя стального изделия при нарушении режима шлифования или полирования. Дефекты представляют собой или закаленные участки небольшой площади, или участки с сеткой тонких трещин на поверхности детали. Применение неподходящего для данного металла или «засаленного» круга, повышение подачи, скорости шлифования или недостаточное охлаждение детали вызывают местные перегревы поверхностного слоя закаленной стали и высокие внутренние напряжения из-за неравномерных объемных изменений при чередующихся нагревах и охлаждении.

Дефекты соединения металлов

Металлургические дефекты сварного шва появляются в сварных соединениях вследствие нарушения режима сварки. При сварке металл подвергается расплавлению и затвердеванию, поэтому в сварных соединениях могут быть дефекты, присущие литому металлу (раковины, поры, шлаковые включения и др.).

Поры и раковины в металле шва — пузыри, в основном сферической формы различной величины, заполненные водородом или окисью углерода, образуются из-за присутствия газов, поглощаемых жидким металлом.

Шлаковые включения в металле шва — небольшие объемы, заполненные неметаллическими веществами (окислами, шлаками). Размеры их колеблются от микроскопических до нескольких миллиметров в поперечном сечении.

Трещины появляются вследствие внутренних напряжений, возникающих из-за усадки металла при охлаждении шва Причиной усадки металла может быть нарушение технологии сварки или несоответствие основного металла и электродов требованиям ТУ.

Непровар — отсутствие сплавления между основным и наплавленным металлом в корне шва или по кромкам из-за плохой подготовки кромок свариваемых листов или малого расстояния между кромками по отношению к диаметру электрода. Например: типичной картиной непровара в вершине шва на рентгеновском снимке является непрерывная или прерывистая темная полоса в центре шва.

Перечисленные выше дефекты обычно относят к внутренним дефектам сварного шва. К наружным (внешним) дефектам можно отнести неполное заполнение шва, вогнутость на вершине шва, избыточное усиление (увеличение толщины шва), нахлест (наплавление металла на основу), проплав, продольный канавки, подрезы, смещение кромок шва, неровности в местах смены электрода и др. В большинстве случаев внешние дефекты могут быть определены визуально.

Отслоение — характерный дефект в изделиях, изготавливаемых из двухслойных металлов. Возникает в процессе получения двухслойных листов или труб, а также при их обработке давлением, сваркой.

Производственные дефекты существенно ухудшают прочностные характеристики металла и могут явиться причиной поломки и преждевременного выхода деталей из строя в условиях эксплуатации при ремонте требуют замены или восстановления. Другие изнашиваются меньше и могут длительное время эксплуатироваться без ремонта. Следовательно, детали машин в процессе эксплуатации теряют свои служебные свойства неравномерно, что вызывает на определенных этапах необходимость проведения осмотров и ремонтов, при которых определяют техническое состояние, заменяют или восстанавливают определенную номенклатуру деталей, узлов и агрегатов.

Под техническим состоянием понимают степень пригодности деталей и узлов для надежной работы в машине в соответствии с требованиями технических условий. В процессе эксплуатации техническое состояние не остается постоянным и с увеличением наработки под воздействием внешних факторов ухудшается, работоспособность машины из-за износов и повреждений снижается и надежность работы элементов конструкции падает.

Физический износ является нормальным явлением, неизбежно сопровождающим эксплуатацию любой машины. Величина и характер физического износа определяются конструкцией машины, использованными в ней:
материалами, технологией изготовления и условиями эксплуатации.

Наиболее распространенным видом физического износа элементов конструкций, где имеется контакт, является механический износ. Он происходит в результате действия сил трения и ударных нагрузок в сопряженных деталях, имеющих относительное перемещение с большей или меньшей скоростью.

К физическому износу относится также коррозионный износ деталей и агрегатов, возникающий в результате химического или электрохимического взаимодействия металла с внешней средой. В процессе эксплуатации коррозия может возникать вследствие атмосферных воздействий, из-за неблагоприятных контактов металла в конструкции, под воздействием рабочей жидкости в системах, под влиянием газовой среды при высоких температурах.

Особенно вредно влияние коррозии при одновременном воздействии на детали переменных нагружений (коррозионная усталость). Установлено, что при этих условиях разрушение их может происходить при напряжениях, значительно меньших предела усталости. Дефекты металла могут возникать и в условиях эксплуатации как следствие физического износа и неправильного технического обслуживания машин.
Разнообразие применяемых материалов для изготовления деталей и агрегатов машин, а также различные условия работы приводят к тому, что физический износ отдельных элементов конструкции наступает неодновременно.

Усталость материала представляет собой процесс постепенного изменения деталями машины своей работоспособности под воздействием переменных по величине и направлению нагрузок. Усталость проявляется в виде трещин, возникающих преимущественно на деталях, испытывающих при работе многократные знакопеременные циклические нагрузки. Чаще всего трещины усталости возникают в местах концентрации напряжений—галтелях, у отверстий для смазки, в местах резкого перехода, глубоких рисок и т. д. Возникновению усталостных трещин в значительной степени способствуют структурная неоднородность материала, острые углы между сопряженными элементами деталей, местные повреждения в виде забоин, царапин и т. д.

Например: часто трещины усталости возникают на лопатках газовых турбин вследствие одновременного воздействия значительных напряжений, высоких температур и агрессивной среды, приводящих к разрушению лопаток.

А так же вибрационные нагрузки, возникающие при работе машин, приводят к появлению трещин усталости на валиках приводов агрегатов, лопатках осевых компрессоров, трубопроводах гидро- и пневмосистем.

Эксплуатационные дефекты.

В результате неправильного технического обслуживания машин на деталях могут появиться дефекты в виде забоин, рисок, вмятин и т. п. Такого рода дефекты, как уже указывалось, способствуют образованию трещин; усталости, а в ряде случаев являются непосредственной причиной их возникновения.

Как видно, рассмотренные дефекты независимо от их происхождения вызывают ухудшение технического состояния элементов конструкции и могут привести к постепенному (износовому) или внезапному их отказу в. эксплуатации. Это существенно снижает срок службы и надежность машин.

 

Акустические методы

Основаны на регистрации параметров упругих колебаний, возбужденных в контролируемом объекте. Применяются для обнаружения поверхностных и внутренних дефектов (нарушений сплошности, неоднородности структуры, межкристаллитной коррозии, дефектов склейки, пайки, сварки и т. д.) в заготовках и изделиях, изготовленных из различных материалов. Они позволяют измерять геометрические параметры при одностороннем доступе к изделию, а также физико-механические свойства металлов и металлоизделий без их разрушения.

К акустическим методам относятся методы звукового (свободных колебаний и др.) и ультразвукового (эхо-импульсный, резонансный, теневой и др.) диапазонов.

Магнитные методы

Основаны на регистрации магнитных полей рассеяния над дефектами или магнитных свойств контролируемого объекта. Применяют для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов в деталях и полуфабрикатах различной формы, изготовленных из ферромагнитных материалов. К ним относятся магнитно-порошковый, магнитно-графический, феррозондовый, магнитно-индукционный и другие методы.

Магнитные поля рассеяния над дефектами регистрируются в магнитно-порошковом методе с помощью ферромагнитного порошка или суспензии, в магнитно-графическом — с помощью ферромагнитной ленты и в фер-розондовом — с помощью чувсгвительных к магнитным полям феррозондов.

Магнитно-порошковый метод нашел широкое применение на заводах промышленности, ремонтных предприятиях и эксплуатирующих подразделениях.

Магнитно-графический метод наибольшее применение получил для контроля сварных соединений. Он позволяет выявлять трещины, непровары, шлаковые и газовые включения и другие дефекты в стыковых сварных швах.

Феррозондовый метод применяют для обнаружения тех же дефектов, что и магнитно-порошковым методом, а также дефектов, расположенных на глубине до 20 мм. С его помощью измеряют толщину листов и стенок сосудов при двухстороннем доступе.

Оптические методы

Основаны на взаимодействии светового излучения с контролируемым объектом. Они предназначены для обнаружения различных поверхностных дефектов материала деталей, скрытых дефектов агрегатов, контроля закрытых конструкций, труднодоступных мест машин и силовых установок (при наличии каналов для доступа оптических приборов к контролируемым объектам). Регистрация поверхностных дефектов осуществляется с помощью оптических устройств, создающих полное изображение проверяемой зоны. Достоинства этих методов — простота контроля, несложное оборудование и сравнительно небольшая трудоемкость. Поэтому их применяют на различных стадиях изготовления деталей и элементов конструкций, в процессе регламентных работ и осмотров, проводимых при эксплуатации техники, а также при ее ремонте.

Так как контроль с помощью оптических приборов обладает невысокой чувствительностью и достоверностью, то его применяют для поиска достаточно крупных поверхностных трещин, коррозионных и эрозионных повреждений, забоин, открытых раковин, пор, для обнаружения течей, загрязнений, наличия посторонних предметов и т. д.

Радиационные методы

Основаны на взаимодействии проникающих излучений с контролируемым объектом. Их применяют для контроля качества сварных и паяных швов, литья, качества сборочных работ, состояния закрытых полостей агрегатов и т. д. Проникающие излучения (рентгеновское, потока нейтронов, у- и р-лучей), проходя через толщу материала детали и взаимодейсгвуя с его атомами, несут различную информацию о внутреннем строении вещества и наличии скрытых дефектов внутри контролируемых объектов.

Наиболее распространенными радиационными методами являются рентгенография, рентгеноскопия и гамма-контроль, которые нашли применение на предприятиях металлургии и машиностроения. В качестве источников проникающих излучений применяют рентгеновские аппараты, бетатроны, линейные ускорители и микротроны, гамма-дефектоскопы и др.

Радиоволновые методы

Основаны на регистрации изменения параметров электромагнитных колебаний, взаимодействующих с контролируемым объектом. Их применяют для контроля качества и геометрических размеров изделий из диэлектрических материалов (стеклопластики и пластмассы, резина, термозащитные и теплоизоляционные материалы, фибра), вибраций, толщины металлического листа и т. п.

Тепловые методы

Основаны на регистрации тепловых полей, температуры или теплового контраста контролируемого объекта. Их применяют для измерения температур, получения информации о тепловом режиме объекта, определения и анализа температурных полей, дефектов типа нарушения сплошности (расслоения, трещины и т.п.), выявления дефектов пайки многослойных соединений из металлов и неметаллов и т. п. Контроль осуществляется с помощью термометров, термоиндикаторов, пирометров, инфракрасных микроскопов и радиометров и т.д.

Эти методы также пока применяют ограниченно, в основном в приборостроении для контроля радиоэлектронной аппаратуры. В пленочных проводниках и резисторах выявляют микротрещины, утонения, плохую адгезию, плохой контакт и т.д.

Электрические методы

Основаны на регистрации электростатических полей и электрических параметров контролируемого объекта. Их применяют для выявления раковин и других дефектов в отливках, расслоений в металлических листах, различных дефектов в сварных и паяных швах, трешин в металлических изделиях, растрескиваний в эмалевых покрытиях и органическом стекле и т.д.

3.9 Электромагнитный (вихревых токов) метод

Основан на регистрации изменения взаимодействия собственного электромагнитного поля катушки с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этой катушкой в контролируемом объекте. Применяется для обнаружения поверхностных дефектов в магнитных и немагнитных деталях и полуфабрикатах. Метод позволяет выявлять нарушения сплошности, в основном трещин, на различных по конфигурации деталях, в том числе имеющих покрытия. На основе метода вихревых токов разработаны приборы для измерения толщины листов и покрытий, диаметра проволоки и прутков. Применяют на заводах и ремонтных предприятиях. В условиях эксплуатации применяют для профилактического контроля лопаток турбин газотурбинных двигателей, сварных и литых узлов элементов конструкций и др.

Приведенный краткий обзор позволяет сделать вывод, что для контроля металлов и металлоизделий имеется достаточный арсенал методов и средств неразрушающего контроля.

Следует отметить, что методы НК не являются универсальными. Каждый из них может быть использован наиболее эффективно для обнаружения определенных дефектов. Так, например, с помощью радиационных методов можно выявлять внутренние дефекты в виде пустот и пор в деталях, изготовленных из различных материалов, однако нельзя обнаружить весьма опасные тонкие усталостные трещины. Для этой цели требуется применить другой, чувствительный к поверхностным трещинам метод, например капиллярный, магнитный или вихревых токов. Поэтому для контроля деталей ответственного назначения применяют два или несколько различных методов.

 

Материал детали

В промышленности используют различные материалы, отличающиеся химическим составом, степенью деформации, макроструктурой, термической обработкой, плотностью и другими физическими свойствами. Наличие, в них дефектов вызывает локальное изменение свойств материала, которое может быть обнаружено с помощью различных МНК. Так, например, поверхностные и под-поверхностные дефекты в ферромагнитных сталях могут быть обнаружены намагничиванием детали и фиксацией образующихся при этом полей рассеяния с помощью магнитных методов. В то же время такие же дефекты в изделиях, изготовленных из немагнитных сплавов, например жаропрочных, нельзя выявить магнитными методами. В данном случае необходим другой метод контроля, например электромагнитный. Однако и этот метод окажется непригодным, если изделие изготовлено из пластмассы. В этом случае поверхностные дефекты можно обнаружить капиллярными методами. Ультразвуковой метод нельзя эффективно использовать для выявления внутренних дефектов в литых сплавах Однако они могут быть успешно проконтролированы с помощью рентгеновских лучей.

Условия работы детали

Детали и узлы многих машин работают в условиях повышенных статических, динамических и вибрационных нагрузок.. Некоторые элементы конструкции испытывают периодические перегрузки работают в агрессивной среде и подвергаются коррозионному и эрозионному воздействию. Все это приводит к возникновению дефектов в элементах конструкций, которые могут явиться причиной усталостного их разрушения.

Поэтому важно знать условия работы машины для определения критических мест на деталях и выбора метода контроля, обеспечивающего надежное выявление дефектов в опасных участках.

Условия контроля

Контроль продукции металлургических и машиностроительных предприятий проводят как в заводских условиях, так и в эксплуатации. На заводе-изготовителе изделия контролируют с целью выявления дефектов металлургического или производственно-технологического происхождения; для этого применяют пооперационный контроль с использованием инструментальных средств, позволяющих отбраковывать дефектные детали на ранней стадии изготовления. Контролировать однотипные заготовки или детали простой формы на промежуточной стадии их изготовления, когда внешняя поверхность хорошо обработана и не имеет защитных покрытий, значительно проще, чем готовых изделий, имеющих сложную форму, защитные покрытия и собранных в отдельные узлы. Поэтому на заводах имеются широкие возможности организации участков для проведения массового контроля заготовок и деталей с применением типовой контрольно-измерительной и дефектоскопической аппаратуры.

На ремонтных заводах, целью контроля является выявление дефектов, связанных с продолжительностью и условиями работы деталей и агрегатов: механических повреждений, деформаций, износов, усталостных трещин, коррозии и т.д.

При ремонте контролю подвергают разнообразные по размерам, форме и материалам детали и узлы машин, причем контролируют их обычно в одном цехе. Детали, бывшие в эксплуатации, имеют антикоррозионные защитные покрытия; на некоторых деталях в результате воздействия высоких температур образовались нагар или окисные пленки, в результате износа — риски и надиры, при работе в агрессивных средах—коррозионное поражение. Некоторые детали, соединенные тугой посадкой, сваркой или заклепками, при ремонте не разбирают и их контролируют в собранном виде.

Такие условия усложняют контроль и требуют более широкого и гибкого применения контрольно-измерительной аппаратуры и различных методов НК, использования универсальных дефектоскопов с различными устройствами и приспособлениями, а также введения операций по подготовке деталей к контролю (очистки от нагара, удаления защитных покрытий, зачистки рисок, забоин и др.).

В условиях эксплуатации целью контроля является обнаружение дефектов, возникающих на деталях в процессе работы, в основном усталостных трещин и коррозионного поражения. В этом случае контролируют небольшую номенклатуру деталей и агрегатов. Однако их поверхность защищена покрытием, поражена коррозией, загрязнена или покрыта нагаром и имеет механические повреждения. Контролировать изделия в условиях эксплуатации сложнее, так как объекты контроля, как правило, не демонтируются, находятся в конструкции и доступ к ним в ряде случаев затруднен. Для контроля деталей, расположенных в труднодоступных местах, необходимы преобразователи и датчики, посаженные на удлинительные ручки, зажимные и сканирующие устройства, фиксаторы, осветители, поворотные зеркала, механические отсчетные устройства и т.д. Все это нужно учитывать при выборе метода контроля.

Эффективность контроля

Как видно, выбор методов и технических средств контроля представляет собой сложную техническую задачу. Однако решение ее еще не обеспечивает эффективности-НК. Высокая эффективность контроля может быть обес-печена при условии правильного выбора методик и инструкций контроля, технических средств (дефектоскопов и дефектоскопических материалов); исправности дефектоскопической аппаратуры и качества применяемых материалов; достаточной квалификации контролеров дефектоскопистов; правильной организации работ.

Следует отметить, что эффективность НК существенно зависит от лица, проводящего контроль, его эрудиции, практических навыков, личных качеств.

 

Подготовка изделий к контролю

Подготовка объектов к контролю включает очистку контролируемой поверхности и полостей дефектов от всевозможных загрязнении, лакокрасочных покрытии, моющих составов и дефектоскопических материалов, оставшихся от предыдущего контроля, а также сушку контролируемой поверхности и полостей дефектов.

Рассмотрим способы очистки контролируемой поверхности.

1. Механическая - Очистка поверхности объекта контроля струёй песка, дроби, косточковой крошки, другими диспергированными абразивными материалами или резанием, в том числе обработка поверхности шлифованием, полированием, шабровкой.
2. Паровая - Очистка в парах органических растворителей
3. Растворяющая - Очистка воздействием на объект контроля удаляющих загрязнения водяных или органических растворителей, в том числе посредством струйной промывки, погружения и протирки.
4. Химическая - Очистка воздействием на объект контроля удаляющих загрязнения водяных или органических растворителей, в том числе посредством струйной промывки, погружения и протирки
5. Электрохимическая - Очистка водными растворами химических реагентов с одновременным воздействием электрического тока
6. Ультразвуковая - Очистка органическими растворителями, водой или водными растворами химических соединений в ультразвуковом поле с использованием режима ультразвукового капиллярного эффекта (увеличение глубины и скорости проникновения жидкости в капиллярные полости под действием ультразвука).
7. Анодно-ультразвуковая - Очистка водными растворами химических реагентов с одновременным воздействием ультразвука и электрического тока
8. Тепловая - Очистка прогревом при температуре, не вызывающей недопустимых изменений материала объекта
9. Сорбционная - Очистка смесью сорбента и быстросохнущего органического растворителя, наносимой на очищаемую поверхность, выдерживаемой и удаляемой после высыхания

Нанесение пенетранта

В настоящее время известно несколько способов заполнения полостей дефектов индикаторными пенетрантами.

1. Капилярное - Самопроизвольное заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом, наносимым на контролируемую поверхность смачиванием, погружением, струйно, распылением с помощью сжатого воздуха, хладона или инертного газа
2. Вакуумное - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом при давлении в их полостях менее атмосферного
3. Компрессионное - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом при воздействии на него избыточного давления
4. Ультразвуковое - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом в ультразвуковом поле с использованием ультразвукового капиллярного эффекта
5. Деформационное - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом при воздействии на объект контроля упругих колебаний звуковой частоты или статического нагружения, увеличивающего раскрытие несплошиости
6. Магнитное или электромагнитное - Заполнение полостей несплошностей индикаторным пенетрантом, обладающим магнитными свойствами при воздействии магнитного или электромагнитного полей

Нанесение проявителя.

1. Распылением - Нанесение жидкого проявителя струёй воздуха, инертного газа или безвоздушным методом
2. Электрораспылением - Нанесение проявителя в электрическом поле обычно с распылением его струёй воздуха, механическим путем
3. Воздушной взвесью - Нанесение порошкообразного проявителя путем создания его воздушной взвеси в камере, где размещен объект контроля
4. Кистевое - Нанесение жидкого проявителя кистью, щеткой или заменяющими их средствами
5. Погружением - Нанесение жидкого проявителя кратковременным погружением в него объекта контроля
6. Обливанием - Нанесение жидкого проявителя обливанием
7. Электроосаждением - Нанесение проявителя погружением в него объекта контроля с одновременным воздействием электрического тока
8. Посыпанием - Нанесение порошкообразного проявителя припудриванием или обсыпанием объекта контроля
9. Наклеиванием - Нанесение ленты пленочного проявителя прижатием липкого слоя к объекту контроля

Проявление дефектов

Проявление следов дефектов представляет собой процесс образования рисунка в местах наличия дефектов. В дефектоскопии широко используются в основном три типа проявителей: сухой порошок, суспензия, например суспензия мела в воде или спирте, и проявитель типа краски ПР-1.

1. Временное - Нормированная по продолжительности выдержка объекта контроля на воздухе до момента появления индикаторного рисунка
2. Тепловое - Нормированное по продолжительности и температуре нагревание объекта контроля при нормальном атмосферном давлении
3. Вакуумное - Выдержка в нормированном вакууме над поверхностью объекта контроля
4. Вибрационное - Упруго-деформационное воздействие на объект посредством вибрации, циклического или повторно статического его нагружения
5. Ультразвуковое - Выдержка объекта с одновременным воздействием на него ультразвуковых колебании
6. Магнитное или элктромагнитное - Выдержка объекта в магнитном или электромагнитном полях при использовании пенетрантов, обладающих магнитными свойствами, например приготовленных на основе магнитной жидкости

В зависимости от требуемой чувствительности и свойств проявителя время проявления может варьироваться в диапазоне от 5 до 45 мин. Для сокращения времени проявления используют различные методы интенсификации этого процесса: подогрев изделий (тепловое проявление), вакуумирование объема над изделием (вакуумное проявление), воздействие вибрациями и ультразвуковыми колебаниями на изделие.

Из перечисленных методов тепловое проявление наиболее доступный метод интенсификации этого процесса. Существенное ускорение путем нагрева достигается при использовании проявляющих покрытий типа краски.

Наиболее эффективно применение инфракрасных излучателей, которое сокращает время сушки покрытий в 20—30 раз, снижает расход тепловой энергии и улучшает качество покрытия. Это объясняется принципом радиационного нагрева. Сушка тонкого слоя покрытия состоит в удалении летучего растворителя и полимеризации лакообразующего.

При сушке теплым воздухом засыхающая верхняя корочка затрудняет испарение из нижних слоев.

Инфракрасные лучи воздействуют на проявляющее покрытие иначе. Они проходят сквозь него так, что большая часть тепла поглощается подложкой (деталью). В результате сильнее нагретыми оказываются подложка и нижний слой, из которого интенсивно улетучиваются пары растворителя.

Нагрев может осуществляться и в переменном электромагнитном поле. При этом сушка проявителя начинается также с нижних его слоев. При нагреве производительность и качество контроля повышаются не только за счет ускорения сушки проявителя, а также и вследствие того, что оставшийся в тупиковых полостях дефектов газ при нагревании будет расширяться и вытеснять пенетрант на поверхность изделия.

Вакуумный, вибрационный и ультразвуковой методы проявления широкого практического применения до сих. пор не нашли. Обусловлено это, с одной стороны, техническими трудностями, стоящими на пути реализации этих методов, а с другой отсутствием всестороннего практического обоснования данных методов и доказательств достигаемых при этом преимуществ.

Удаление проявителя.

После выявления дефектов проявитель, как правило, удаляют с поверхности изделия.

1. Протиранием - Удаление проявителя салфетками в необходимых случаях с применением воды или органических растворителей
2. Промыванием - Удаление проявителя промывкой объекта в воде или органических растворителях с необходимыми добавками и применением вспомогательных средств, в том числе щеток, ветоши, губок
3. Ультразвуковое - Удаление проявителя промывкой объекта в воде или органических растворителях с необходимыми добавками и применением ультразвукового воздействия
4. Анодной обработкой - Удаление проявителя электрохимической обработкой объекта растворами химических реагентов с одновременным воздействием электрического тока
5. Обдуванием - Обработка покрытого проявителя объекта абразивным материалом в виде песка, крошки или гидроабразикными смесями
6. Выжиганием - Удаление проявителя нагреванием объекта до температуры сгорания проявителя
7. Отклеиванием - Отделение ленты пленочного проявителя от контролируемой поверхности с индикаторным следом несплошности
8. Отслоением - Отделение слоя проявителя от контролируемой поверхности с индикаторным следом несплошности

 

Магнитная дефектоскопия.

Для контроля ферромагнитных (намагничивающихся) металлов, применяют магнитный метод. При контроле этим методом деталь необходимо намагнитить или поместить в магнитное поле. При этом в ней возникает магнитный поток. Если в детали имеется несплошность, пересекающая магнитные силовые линии, магнитный поток будет искажен (фиг. 17) и часть силовых магнитных линий может выйти за пределы детали. Вышедшая наружу часть магнитного потока называется потоком рассеяния. По нему судят о наличии в детали несплошностей. Для выявления потока рассеяния чаще всего пользуются магнитной суспензией, состоящими из ферромагнитных частиц, взвешенных в жидкости. Такой контроль называют методом магнитной суспензии.

При магнитных методах выявляемость несплошности зависит от ориентации последних относительно магнитного потока: трещины и другие несплошности будут выявляться лучше, если они расположены перпендикулярно магнитному потоку. Трещины, расположенные вдоль магнитного потока, обнаружить трудно.

Направление магнитного потока зависит от способа намагничивания детали. При полюсном намагничивании и намагничивании в соленоиде магнитный поток параллелен оси детали (фиг. 18, а, б), при циркулярном намагничивании он направлен перпендикулярно оси детали (фиг. 18, в, г), а при комбинированном — под углом к ней.

Магнитным методом можно выявлять несплошности в металле как ничем не заполненные, так и заполненные неметаллическими включениями. По характеру осаждения порошка в большинстве случаев удается отличить первые от вторых. Выявление несплошностей возможно. если они выходят на поверхность детали или залегают на небольшой глубине (не более 2—3 мм).

Недостаток метода магнитной суспензии заключается в сложности определения распространения трещины в глубь металла, преимущества метода — в меньшей трудоемкости контроля по сравнению с капиллярным, в возможности обнаружения несплошностей, заполненных каким-либо веществом, а также в возможности обнаружения подповерхностных несплошностей, т. е. несплошностей, залегающих на небольшой глубине.

Наряду с магнитной суспензией для обнаружения потока рассеяния применяют магнитную ленту, а также другие способы.

Одним из самых распространенных способов магнитной дефектоскопии является магнитопорошковый, т.е. использование магнитного порошка в качестве обнаружителя магнитного поля дефекта. Этим методом контролируется до 70% всей продукции, подвергаемой проверке на наличие поверхностных и подповерхностных дефектов. Он получил широкое распространение благодаря высокой чувствительности в сочетании с повышенной производительностью и простой технологией.

Магнитные частицы порошка, попадая в поле дефекта, намагничиваются и под действием пондеромоторной силы перемещаются в зону наибольшей неоднородности магнитного поля. Однако сила трения препятствует этому движению, поэтому перемещение частиц происходит под действием результирующих составляющих сил и силы тяжести.

Порошинки, притягиваясь друг к другу, выстраиваются в цепочки. Эти цепочки ориентируются по магнитным силовым линиям поля (аналогично магнитной стрелке) и, накапливаясь, образуют характерные рисунки в виде валиков, по которым судят о наличии дефекта.

Анализ и обобщение полученных данных показывают, что характер распределения магнитных частиц однозначно определяется особенностями топографии поля дефекта. Это еще раз доказывает необходимость изучения этой топографии от различных дефектов с учетом вариации параметров, определяющих его пространственное распределение.

Обработка поверхности.

Действие силы трения, препятствующей перемещению частиц в зону дефекта, может быть уменьшено соответствующей подготовкой поверхности: механической или пескоструйной обработкой. Для контроля грубообработанных изделий и литья применяется предварительная грунтовка поверхности быстросохнущими красками и лаками.

Сварные швы рекомендуется предварительно покрывать разбавленным лаком с метанолом. Цвет грунтующего покрытия должен иметь контраст с цветом порошка. Это способствует повышению чувствительности метода в целом. В случае полированной поверхности ее специально покрывают белой краской. Для обнаружения дефектов на глубине до 3—4 мм необходима тщательная обработка поверхности, а в некоторых случаях и специальная полировка.

Магнитоносители

В настоящее время в дефектоскопии используются два типа магнитоносителей: магнитные ленты, состоящие из немагнитной эластичной основы, на которую наносится тонкий слой (25—40 мкм) магнитного порошка с закрепителем, и монолитные магнитоносители, состоящие из монолитной.немагнитной основы (полиамидные смолы, различные типы резин), в которые магнитный порошок вводится как наполнитель.
Магнитные ленты характеризуются неподвижным закреплением магнитного порошка, поэтому эффект взаимодействия индикатора с магнитным полем заключается в локальном намагничивании участков ленты, находящихся в поле рассеяния. Регистрация этих полей на ленту получила название магнитографического метода.

Чувствительность магнитографического метода определяется магнитными характеристиками лент, контрастностью записи и чувствительностью вторичной считывающей (воспроизводящей) аппаратуры, и в ряде случаев последняя имеет решающее значение. Контрастность изображения зависит от предварительного магнитного состояния ленты. Перед проведением записи лента должна быть тщательно размагничена. Контрастность записи может быть повышена за счет предварительного, например поперечного, намагничивания.
Большой практический интерес вызывают монолитные магнитоносители, которые в пастообразном состоянии наносят на поверхность. Магнитный порошок за счет относительной подвижности (это принципиально отличает их от лент и приближает к магнитопорошковому методу) скапливается в зоне поля рассеяния. По истечении определенного промежутка времени затвердевший носитель снимают с поверхности и по распределению порошка в нем судят о наличии дефектов. В случае необходимости снятую реплику можно рассматривать в микроскоп.